12/20/2011
KIMIA KOORDINASI (Bag. 2) Materi: 1. Tata Nama Senyawa Kompleks (3 sks) 2. Isomerisasi Senyawa Kompleks (4 sks) 3. Struktur Senyawa Kompleks (7 sks) 4. Reaksi – Reaksi Senyawa Kompleks (6 sks) 5. Materi Pengayaan: Polimer Koordinasi (1 sks)
Yuniar Ponco Prananto
Pustaka (online)
Pustaka Huheey, J. E., Keiter, E. A., and Keiter, R. L., 1993, Inorganic Chemistry, Principles of Structure and Reactivity, 4th ed., Harper Collins College Publisher, New York Miessler, D. L. and Tarr, D. A., 2004, Inorganic Chemistry, 3rd ed., Prentice Hall International, USA Atkins, P., Overton, T., Rourke, J., Shriver, D. F., Weller, M., and Amstrong, F., 2009, Shriver and Atkins’ Inorganic Chemistry, 5th ed., Oxford University Press, UK Connelly , N. G., Damhus, T., Hartshorn, R. M., and Hutton, A. T., 2005, Nomenclature of Inorganic Chemistry, IUPAC Recommendation, RSC Publishing, UK Batten, S. R., Neville, S. M., and Turner, D. R., 2009, Coordination Polymers: Design, Analysis and Application, RSC Publishing, Cambridge, UK Effendy, 2007, Perspektif Baru Kimia Koordinasi, Jilid 1, Bayumedia Publishing, Indonesia Sugiyarto, K. H., 2012, Dasar – Dasar Kimia Anorganik Transisi, Graha Ilmu, Yogyakarta
Teori Werner
Coordination Chemistry Review (http://www.sciencedirect.com/science/journal/00108545)
Journal of Coordination Chemistry
Inorganic Chemistry Communications
Inorganica Chimica Acta
European Journal of Solid State and Inorganic Chemistry
Australian Journal of Chemistry
(http://www.tandf.co.uk/journals/titles/00958972.html)
Werner mengusulkan untuk menuliskan semua molekul dan ion di dalam kurung persegi, sedangkan anion ion bebas (yang terdisosiasi dari ion kompleks ketika larut dalam air) ditulis di luar kurung
(http://www.sciencedirect.com/science/journal/13877003) (http://www.sciencedirect.com/science/journal/00201693) (http://www.sciencedirect.com/science/journal/09924361) (http://www.publish.csiro.au/nid/51.htm)
[email protected]
1
12/20/2011
Senyawa Kompleks
Tata Nama Senyawa Kompleks Terdapat dua cara penamaan senyawa kompleks / koordinasi, yaitu: 1. berdasarkan nama dan jumlah ligan serta nama atom pusat beserta tingkat oksidasinya, contoh: (NH4)3[CuCl5] = ammonium pentachlorocuprat(II) [Fe(NH3)4(CN)2]NO3 = tetraminedicyanoferrum(III) nitrate 2. berdasarkan nama dan jumlah ligan, nama atom pusat serta muatan dari kompleks yang ada, contoh: (NH4)3[CuCl5] = ammonium pentachlorocuprat(-3) [Fe(NH3)4(CN)2]NO3 = tetraminedicyanoferrum(+1) nitrate
Senyawa kompleks netral: Ditulis dalam satu kata, diawali dgn jumlah dan nama ligan kemudian nama logam dan biloksnya (dlm tanda kurung). Apabila biloks logam nol maka setelah nama logam tidak ditulis (0), contoh: [Co(NH3)3(NO2)3] = triaminetrinitrocobalt(III) [Ni(CO)4] = tetracarbonylnickel
Senyawa kompleks ber-isomer: Ditambah awalan (ditulis miring) yang menyatakan isomer yang ada, misalnya cis-, trans-, fac-, mer-, dll., contoh: cis-[Co(NH3)4Cl2]NO3 = cis-tetraminedichlorocobalt(III) nitrat trans-[Co(NH3)4Cl2]NO3 = trans-tetraminedichlorocobalt(III) nitrat
[email protected]
Senyawa Kompleks Netral 2. Senyawa Kompleks Ionik 3. Senyawa Kompleks ber-Isomer 4. Senyawa Kompleks dgn Ligan Jembatan 5. Senyawa Kompleks dgn Ligan Ambidentat 6. Senyawa Kompleks dgn Ligan Polidentat 7. Senyawa Kompleks Multi-Inti 8. Senyawa Kompleks dgn Ligan Tak Jenuh 9. Metalosena 10. Senyawa Kompleks Polimer 1.
(Effendy, 2007, Perspektif Baru Kimia Koordinasi, Jilid 1, Bayumedia Publishing, hal. 35 – 51, Indonesia)
Ion positif (kation) disebut terlebih dahulu, diikuti dengan ion negatif (anion). Hal ini juga berlaku untuk garam sederhana. Contoh: diamminesilver(I) chloride, [Ag(NH)2]Cl potassium hexacyanoferrate(lII), K3[Fe(CN)6] Bola koordinasi dalam (inner coordination sphere) ditulis di dalam tanda kurung persegi dan ligan disebut terlebih dahulu sebelum logam, namun dalam rumus molekulnya, ion logam ditulis di bagian awal. Contoh: tetraamminecopper(II) sulfate, [Cu(NH3)4]SO4 hexaamminecobalt(III) chloride, [Co(NH3)6]Cl3
2
12/20/2011
Senyawa kompleks ionik: diawali dgn jumlah dan nama ligan kemudian nama logam dan biloksnya (dlm tanda kurung). Apabila kompleks anionik, maka nama logam diakhiri dgn -at, contoh: K3[CuCl5] = potassium pentachlorocuprat(II) Ca2[Fe(CN)6] = calsium hexacyanoferrate(II)
Senyawa kompleks polimer: diawali dgn kata katena poli (catena poly) diikuti dgn satuan berulang (monomer) yang terdiri atas atom pusat dgn ligan terminal dan nama ligan jembatan (dgn tanda µ) dalam kurung kotak, contoh: [ZnCl2(NH3)]n = catena-poly[aminechlorozink(II)-µ-chloro] NH3
NH3
NH3
Nama logam pada kompleks anion Logam
Anion Kompleks
Logam
Anion Kompleks
Besi
Ferrate
Timbal
Plumbate
Tembaga
Cuprate
Timah
Stannate
Perak
Argentate
Nikel
Nickelate
Emas
Aurate
Seng
Zincate
Zn Cl
[PtBr3(NH3)2]n = catena-poly[diaminedibromoplatina(III)-µ-bromo] H3N
Br H3N Pt
Br
Br
Br H3N Pt
NH3 Br
Br
Br
Pt
NH3 Br
[PdCl2]n = catena-poly[paladium(II)di-µ-chloro]
Cl Pd
[email protected]
Zn Cl
Cl
Zn Cl
Tata nama ligan Penamaan ligan netral, ligan negatif, ligan positif Urutan penyebutan ligan sesuai IUPAC, 1994:151
Tabel nama – nama ligan dapat dilihat di buku Perspektif Baru Kimia Koordinasi, Jilid 1, karangan Effendy, 2007, Bayumedia Publishing, Indonesia
Cl Pd
Cl
NH3
Cl
Pd Cl
3
12/20/2011
Exercise
Bilangan Oksidasi Biloks logam dapat ditentukan apabila kita mengetahui muatan ion kompleks dan muatan tiap ligannya
Sebaliknya, apabila muatan logam dan muatan tiap ligan diketahui maka muatan ion kompleks dapat ditentukan
Isomerisasi Senyawa Kompleks
Can you give the molecular formulas of the following coordination compounds? 1. hexammineiron(III) nitrate 2. ammonium tetrachlorocuprate(II) 3. sodium monochloropentacyanoferrate(III) 4. potassium hexafluorocobaltate(III) Can you give the name of the following coordination compounds? 1. [CoBr(NH3)5]SO4 2. [Fe(NH3)6][Cr(CN)6] 3. [Co(SO4)(NH3)5]Cl 4. [Fe(OH)(H2O)5](NO3)2
Isomer Tautan
Isomer Koordinasi
Isomer Senyawa Koordinasi Isomer Ionisasi Isomer Struktural
Isomer Pelarut
Isomer Ruang
Isomer Geometrik
[email protected]
Isomer Struktural
Isomer Optik
Isomer Ligan
Isomer Posisi Koordinasi Ligan
4
12/20/2011
Isomer Tautan Isomer Cis - Trans
Memiliki ligan sejenis namun ikatan antara atom pusat dengan ligan terjadi melalui atom donor yang berbeda Hal ini dimungkinan terjadi karena ligan tsb memiliki lebih dari satu atom donor, misalnya :
Isomer Fac - Mer
Isomer Lat - Diag
Isomer Geometri
Isomer Konformasional
O
O
2+
N
O O
H3N
NH3
H3N
Co
NH3 Co
H3N
NH3
H3N
NH3
NH3
NH3
S
N C
C
S Ag Ph3Sb
[email protected]
N
SbPh3 SbPh3
Isomer Koordinasi
2+
N
ligan SCN- (atom donor S atau N) ligan NO2- (atom donor N atau O) ligan p-carboxylic pyridine (atom donor N atau O) dll
Ag Ph3Sb
SbPh3
Hanya terjadi pada senyawa kompleks yang terdiri dari kation dan anion kompleks, dimana ligan yang terikat pada satu atom pusat dapat dipertukarkan dgn ligan yang terikat pada atom pusat lainnya Jumlah ligan yang dipertukarkan tidak harus semuanya, dapat sebagian, asalkan tetap merupakan kompleks ionik, contoh: [Co(NH3)6][Cr(CN)6] dan [Co(CN)6][Cr(NH3)6] [Cu(NH3)4][PtCl4] dan [Pt(NH3)4][CuCl4] [Cr(en)3][Cr(C2O4)3] dan [Cr(en)2(C2O4)][Cr(en)(C2O4)2]
SbPh3
5
12/20/2011
Isomer Ionisasi Hanya terjadi pada senyawa kompleks yang terdiri dari kation kompleks dan anion bukan kompleks, dimana terjadi pertukaran dua macam ion dengan muatan yang sama atau berbeda Anion bukan ligan berubah menjadi anion ligan, begitu sebaliknya, contoh: [Co(NH3)5Br]SO4 [Co(NH3)5Br]2+ + SO42[Co(NH3)5(SO4)]Br [Co(NH3)5(SO4)]+ + Br
Terjadi akibat pertukaran ligan netral dengan anion bukan ligan dan sebaliknya Apabila ligan netral tsb adalah air disebut dengan isomer hidrat, contoh: [Cr(H2O)6]Cl3 → ungu [Cr(H2O)5Cl]Cl2.H2O → hijau [Cr(H2O)4Cl2]Cl.2H2O → hijau gelap
[Co(H2O)6]SCN2 [Co(H2O)5SCN]SCN.H2O [Co(H2O)4SCN2].2H2O
[Pt(NH3)4Cl2]2+ + 2Br[Pt(NH3)4Br2]2+ + 2Cl-
[Pt(NH3)4Cl2]Br2 [Pt(NH3)4Br2]Cl2
Isomer Pelarut
Isomer Ligan Terjadi apabila dua ligan berbeda membentuk kompleks dgn atom pusat yang sama pada posisi dan struktur yang sama contoh: [M(tn)2Cl2] dengan [M(pn)2Cl2]
H2 N
H2N H2N
H2N
N
H2 N
H2 N
H2 N
N H2
N H2
Cl
H2 N
Co
Co N H2
N
Cl
N H2
H2 N NH2 M
M NH2
Cl Cl
[email protected]
N H2
Cl Cl
[Co(4py3pz-PyBr)2(MeOH)2SCN) 2]
[Co(3py3pz-PyBr)2(MeOH)2SCN) 2]
6
12/20/2011
Isomer Posisi Koordinasi Ligan
[M2Cl8]n-
Hanya teramati pada senyawa kompleks yang memiliki lebih dari satu atom pusat (polymetal), dimana posisi koordinasi ligan mengalami perubahan contoh: [Co2(CO)8] → ligan CO berubah dari ligan jembatan menjadi ligan terminal
Cl Cl
M
OC
C
Co CO
Co C
CO
CO CO
CO
OC
Co OC
Co CO
Cl
Cl
CO
OC
M
Cl
O CO
Cl
CO
Cl
Cl
CO
Cl Cl
Cl
M
M Cl
Cl
Cl
Cl
Cl
O
Isomer Cis - Trans
cis-[Co(NH3)4Cl2]
trans-[Co(NH3)4Cl2]
Cl
Banyak dijumpai pada senyawa kompleks berbentuk bujur sangkar atau oktahedral Apabila dua ligan yang sama posisinya berdekatan disebut dgn cis, sedangkan apabila dua ligan yang sama posisinya berlawanan disebut dgn trans, contoh:
cis-[Pt(NH3)2Cl2] Cl
Cl
trans-[Pt(NH3)2Cl2] H3N
[email protected]
NH3
Cl
NH3
H3 N
Co H3 N
NH3
H3 N
Cl
H2 N
trans-[Co(en)2Cl2] H2 N
Co NH3
H2N NH2
NH3 Cl
cis-[Co(en)2Cl2] Cl
NH3 Co
NH3
Pt
Pt H3N
Cl
Cl
Cl
Cl
H2 N
Co
N H2
N H2
Cl
N H2
7
12/20/2011
cis, cis, cis-[Pt(NO2)2(NH3)2Cl2]
trans, trans, trans-[Pt(NO2)2(NH3)2Cl2]
Cl Cl
Cl NH3
O2N
Pt O2N
Pt NH3
H3N
NO2
cis, cis, trans-[PtCl2(NH3)2(NO2)2]
Cl
Cl
NH3
O2N
Pt H3N
Cl Pt
NO2 NO2
NO2 Cl
cis, cis, trans-[Pt(NO2)2Cl2(NH3)2]
Cl
NH3
H3N
NO2 NH3
Isomer Fac - Mer Banyak dijumpai pada molekul atau ion kompleks berbentuk oktahedral, dimana hanya terdapat 2 jenis ligan dan masing-masing jenis ligan berjumlah 3 Apabila tiga ligan sejenis membentuk segitiga sama sisi (tidak melewati atom pusat) dan terletak pada salah satu muka oktahedral disebut dgn fac (facial) Apabila tiga ligan sejenis membentuk segitiga sama kaki (melewati atom pusat) disebut dgn mer (meridional) contoh: fac-[Co(NH3)3(NO2)3] dan mer-[Co(NH3)3(NO2)3] fac-[Ir(H2O)3Cl3] dan mer-[Ir(H2O)3Cl3] fac-[Pt(NH3)3X3]+ dan mer-[Pt(NH3)3X3]+ … X = Cl, Br, I
[email protected]
8
12/20/2011
O2N
Cl
Cl
NO2 Co
Co O2N
Isomer Lat - Diag
Cl
Cl
Cl
O2N
Cl N O2
NO2
Isomer fac-
Isomer mer-
Cl
Cl
H2 O
Cl
Cl
Cl OH2
OH2 Ru
Ru H2 O
Banyak dijumpai pada senyawa kompleks organologam Apabila ada dua ligan sejenis yang bersebelahan maka termasuk lat (lateral), sedangkan apabila ada dua ligan sejenis yang berseberangan termasuk diag (diagonal) Isomer jenis ini dianggap juga sebagai isomer cis trans, contoh: lat-[ReCl2(CO)2(Cp)] diag-[ReCl2(CO)2(Cp)]
H2O
Cl
Re
OC
Cl
Cl
3-
CN
CN NC
CO
3-
CN
Apabila satu senyawa kompleks memiliki lebih dari satu bentuk atau struktur, disebut juga sebagai isomer politopal Contoh: [Ni(CN)5]3Dua struktur berbeda dari kompleks dgn rumus kimia sama dan memiliki isomer konformasional disebut dgn alogon, apabila dua macam alogon berada dalam satu kristal maka disebut sebagai kristal interalogon Contoh: kristal [Cr(en)3][Ni(CN)5].1,5H2O
Cl
OC
Re
Isomer Konformasional
Cl
OC
OH2
NC
CN
Ni
Ni CN
NC
CN
CN
O CO OC
C
Co CO
Co C
CO
CO
CO
CO
OC
Co OC
CO
OC Co
CO
CO
CO
O
[email protected]
9
12/20/2011
[Co(Bp4pz)2] made from cobalt(II) salts of nitrat, klorida vs sulfat, asetat
[Co(bis-[3-(4′-benzonitrile)-pyrazol-1-yl] hydroborate)2]
Distorted tetrahedral Distorted tetrahedral
Regular tetrahedral
Regular tetrahedral
Isomer Optik Apabila suatu senyawa kompleks tidak dapat mengadakan “superimposition“ dengan bayangan cerminnya Banyak dijumpai pada senyawa kompleks oktahedral, disebut juga sbg enansiomer Kompleks yang memiliki isomer optik merupakan kompleks kiral (tidak memiliki bidang cermin atau pusat simetri atau keduanya) sedangkan kompleks yang tidak memiliki isomer optik merupakan kompleks akiral
Cl
OC OC
Re Cl
Cl
NO2
O2N
Cl NO2
[email protected]
NH3 Co
Co H3N
CO
Cl
Cl H3N
CO
Cl
Re
Cl
NH3 NO2
10
12/20/2011
Latihan [MA3BCD] B
B A
A
A
C
M D
D
C
A
A
B
B
A B
a Cl
C H3N
M
M C
Apakah pasangan berikut termasuk enansiomer ? A
A A
M C
[MA2B2C2]
A B
NO2 O2N Co
C H3N
b
Cl NH3
NH3
Cl
Cl
H2O
H2O
Cl
Cl
NH3
Cl
NH3 Pt
Pt
Co NO2 O2N
Cl
H3N
d
c
[MA2B2CD] ??
H3N
H3N
NO2 O2N Co
H3N
H3N
Co NO2 O2N
Cl
NO2 NH3
Co NH3
Cl
NO2 H2O OH2
H3N
Cl NO2
NH3 Co
Cl
NH3 NO2
Isomer Lainnya Isomer polimerisasi Isomer spin Isomer lamda dan delta Isomer L dan D
[email protected]
11
